domingo, 25 de marzo de 2012

Rumbo y Distancia Loxodromicos.

Para navegaciones de menos de 300 millas nauticas, se realizan calculos loxodrómicos basados en el calculo de la hipotenusa de un triangulo rectangulo sobre una representacion plana, teniendo como referencia el incremento de latitud y el incremento de Longitud.
Por esta misma razon solo se puede realizar calculos como maximo de 300 millas, ya que si prolongasemos este rumbo realizariamos una espiral alrededor del globo terrestre hasta llegar a uno de los polos.




Para comenzar el calculo de loxodromica inversa, deberemos conocer la situacion del punto donde iniciamos la derrota y la situacion del punto de llegada.

Por ejemplo:

Salida: Isla de Brehat (Francia) l: 48º51'7" N / L: 02º59'17" W
Llegada: Isla de Batz (Francia) l: 48º45'31" N / L: 04º01'8" W

Realizaremos el calculo por Loxodromica Inversa de este modo:

 Fuente de la imagen: Google.es/Images

Esfuerzo longitudinal dinamico.

Cuando un buque navega entre las olas, su estructura atraviesa crestas y senos como muestran las figuras. Cuando la longitud de la onda es aproximadamente igual a la eslora se produce la situación graficada que es la más desfavorable a la estructura de la nave.



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En el caso de la ilustracion superior, la proa y popa reciben más empuje que el centro del buque ( que se halla en un seno) y esto combinado al desplazamiento generan tres fuerzas que podemos considerar representadas por las flechas que tienden a colapsar la estructura como un libro que se cierra. Se dice entonces que la viga buque esta sometida al esfuerzo de arrufo.




La situación inversa, esto es, la sección media en una cresta mientras que proa y popa en respectivos senos tienden a quebrar al casco como una rama. Esto es lo que se conoce como esfuerzo de quebranto.

Lógicamente, conforme el buque navega entre las olas, esta situación alterna entre una y otra como podemos ver en el siguiente video del MV Suliven en Nueva Zelanda.





Fuente de la imagen: Google.es/Images
Fuente de las ilustraciones: Wikipedia.es
Fuente del texto: Wikipedia.es
Fuente del video: Youtube.es

Esfuerzo longitudinal estatico.

Se denomina esfuerzo estatico cuando la distribución de carga en el buque no es la adecuada. Es el caso de una nave con la bodega central cargada y las bodegas extremas vacías que se ve afectada por el esfuerzo de arrufo (1), mientras que una bodega central vacía y extremas abarrotadas generaran un esfuerzo de quebranto (2).
Por esta razón es vital para la seguridad de una nave conocer estos esfuerzos que combinados pueden sobrepasar los valores calculados de resistencia ocasionando la pérdida de vidas y bienes.



Esfuerzo de arrufo estatico.




Esfuerzo de quebranto estático.

Navegacion con oleaje.

Uno de los momentos mas excitantes de la navegacion es el de la navegacion con oleaje, pero hay que saber gobernar la embarcacion en estos momentos, ya que si fuese un oleaje de altura considerable respecto a nuestra nave podriamos poner en peligro a los ocupantes que nos acompañan y a la propia embarcacion.

Si estamos en puerto y vemos que la mar rompe por encima de los rompeolas, debemos ser conscientes del peligro que entraña navegar en esa situacion. Pero si por cuestiones de navegacion, navegamos en un mar picado con oleaje de cierta altura, deberemos tomar las olas siempre por las amuras, nunca por las bandas. Ya que una de esas podria provocar una escora peligrosa, e incluso hacernos zozobrar y si nuestra embarcacion no tiene un par adrizante lo suficientemente grande como para volver a adrizarnos podria enviarnos a pique.




Si por cuestiones de navegacion, no podemos evitar navegar contra un oleaje de fuerte marejada a mar gruesa, deberemos atacar la ola por las amuras pero mas hacia la proa, ya que si lo hacemos por las amuras dando la banda nos exponemos a que estas olas nos pongan de traves a ella y nos hagan zozobrar.




En el minuto 2:26 del video, podemos ver claramente como el destructor ataca a la ola por la proa para poder superarla con la maxima seguridad.


Hemos de recordar que deberemos jugar con la velocidad de las maquinas para no dar pantocazos al salir de la cresta de la ola, ya que podriamos provocar graves daños en la estructura y en el casco de la nave....

En el siguiente video podemos ver el sonido tan desagradable que produce un pantocazo despues de superar una ola de gran altura.


 Fuente de los videos: youtube.es

Conocimientos basicos de estabilidad transversal.

Debemos tener en cuenta que hay como minimo 3 puntos principales, que usamos para calcular la estabilidad transversal y las escoras de nuestra embarcacion.
El primer punto es la quilla que la señalaremos con la letra K (de Keel en ingles), y señalara el punto mas bajo de nuestra embarcacion.
El segundo punto es el centro de gravedad que lo señalaremos con la letra G y señalara el punto de equilibrio central de nuestra embarcacion.
El tercer punto es el Metacentro que los señalaremos con la letra M, y señalara el punto donde confluyen el plano diametral y la vertical señalada desde el centro de Carena.


Hablaremos de un equilibrio estable cuando el Metacentro (M) esté por encima del centro de gravedad (G).

Si el metacentro (M) esta a la misma altura de la quilla (K) que el centro de gravedad (G), tendremos un equilibrio indiferente, y la embarcacion navegará "dormida" en las bandas ó escorada.

Si el metacentro (M) esta por debajo del centro de gravedad (G), tendremos un equilibrio inestable y en cualquier momento nuestra embarcacion podra zozobrar quedandose con la quilla al sol.

Para calcular la altura metacentrica (GM), que es la distancia que separa el metacentro (M) del centro de gravedad (G), deberemos realizar un despeje algebraico basado en la formula matematica del calculo de la altura del metacentro (M) sobre la quilla (K)


KM = KG + GM -------------> GM = KM - KG  
donde KG es la altura del centro de gravedad (G) sobre la quilla (K)


El centro de carena (C) nos indica el centro de la parte sumergida de nuestra embarcacion. Cuando se produce una escora, el centro de carena cambia a (C') que lo usaremos para determinar el brazo de par (GZ), el angulo de la escora ( i ) y cuanto ha bajado el metacentro (M') desde su posicion inicial (M).





La linea (L - F) nos indican la linea de flotacion con el buque adrizado, y la linea (L' - F') nos indica la linea de flotacion cuando el buque esta escorado. 
La letra (D) nos indica la direccion de la fuerza que ejerce el desplazamiento del buque mientras esta escorado.

Hallar la estrella Polar

Para hallar la estrella Polar (Polaris) en el hemisferio Norte, una de las maneras mas sencillas es guiarnos por la constelacion conocida como la Osa Mayor y la distancia que une a las estrellas Merak y Dubhe, la prolongaremos 5 veces aproximadamente, y hayaremos la estrella polar. La cual no señala exactamente el polo Norte, ya que esta desviada del eje de la boveda celeste.



Otra de las formas de hallar la estrella Polar, es alargando las bisectrices de la constelacion de Casiopea, en el momento que se unen, lo hacen en la posicion de la Polar.



Puntualizar, que en muchas publicaciones nauticas, el simbolo de la estrella Polar (Polaris) se define asi:

 

sábado, 24 de marzo de 2012

Las coordenadas celestes.

Para situarnos en el mar usamos el sistema GPS, pero......... y si nuestro GPS falla o es desconectado? Solo podremos navegar si nos posicionamos usando el sextante y los astros, pero para empezar a comprender como realizaremos estos calculos debemos comprender que son las coordenadas celestes y como las usaremos para situarnos en la mar.

Primero debemos tener claro que debemos observar desde el punto de vista que tenemos desde nuestra embarcacion que la Tierra es el centro del Universo, y todas estrellas que nos rodean se proyectan sobre una esfera que gira  de forma aparente a nuestro alrededor de Este a Oeste, pivotando sobre el eje de la tierra que se extiende hasta la esfera celeste, muy cercano a la estrella Polar. Si estamos en el Hemisferio Norte (Pn) y en el Hemisferio Sur (Ps) el eje igualmente se extiende hasta la esfera celeste.
El ecuador terrestre tambien se extiende de forma  longitudinal coincidiendo con el ecuador celeste (Q - Q').

Desde nuestra situacion podemos ver tres tipos diferentes de horizonte, el horizonte aparente, que es el que tangentea la superficie de la tierra. El horizonte visible, que es el que vemos dependiendo de la altura a la que nos encontremos y por ultimo el horizonte real, que es el que usaremos como referencia para situarnos y es el que divide la esfera terrestre, independientemente del ecuador terrestre.



A dicho horizonte lo marcaremos como (H-H') y marcaremos sus puntos cardinales Norte (n), Sur (s), Este (e) y Oeste (w).
A la vertical donde nos encontramos y que usaremos como referencia en el eje central de nuestra situacion, que se extiende hacia la esfera celeste la denominaremos como Zenit (Z) y la zona contraria, que se encuentra en nuestras antipodas la denominaremos Nadir (Z')
Estas coordenadas de Zenit y Horizonte, las denominaremos como coordenadas Horizontales o Zenitales.




Si conocemos nuestra latitud, la marcaremos a partir del ecuador terrestre (Q-Q'), como vemos en el diagrama estamos en una latitud de 35º Norte, y marcaremos en nuestro horizonte los puntos Norte y Sur. Despues marcaremos los puntos Este y Oeste.


Desde el Norte o el Sur, el punto cardinal que tengamos mas cercano, marcaremos un Astro* desde nuestra posicion que se abre de forma horizontal usando el compass y lo haremos de forma cuadrantal o circular; a este angulo lo llamaremos Azimut.
A partir del angulo del Azimut, usaremos el sextante para determinar su altura instrumental. Usando las tablas del almanaque nautico corregiremos los errores de la lectura, obteniendo asi la Altura Verdadera del Astro*.

Por ejemplo, situemos un astro* en la esfera celeste que hemos dibujado:



Viendo esta ilustracion, podemos determinar que el astro* tiene un Azimut de 040º en circular, y si lo queremos marcar como cuadrantal lo escribiremos como: Azimut N40ºE.
La Altura Verdadera del astro* es de 058º respecto a nuestra posicion sobre la esfera terrestre.


A partir de este momento, tambien podemos marcas las coordenadas horarias del Astro*, que en este caso, sobre la linea del ecuador marcaremos el horario Astronomico del Astro* (hA*) que lo marcaremos desde la parte norte del ecuador de nuestra posicion y lo iremos marcando desde el Norte hacia el Oeste, Sur, Este y de nuevo el Norte. Vendra determinado por el calculo del punto de Aries (mas adelante lo explicare).
Cuando tengamos el angulo del horario Astronomico del Astro*, marcaremos una vertical desde ese punto hacia el Astro*, este angulo es denominado como Declinacion del Astro* y se marca desde el ecuador hacia los polos.


A la vista de este diagrama, podemos determinar que a partir de los datos observados el Astro* se encuentran en un horario Astronomico de 230º y una declinacion de + 60º.
Con los datos obtenidos por las coordenadas Horizontales y las coordenadas Horarias, podremos comenzar a calcular nuestra situacion.

Pero al igual que en las demoras tomadas en dos puntos sobre tierra para determinar nuestra situacion, deberemos hacer lo mismo con los astros y deberemos tomar dos como referencia para poder situarnos.